Upload
cong-thanh-nguyen
View
481
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Lương Ánh Hoà[email protected]
Chương 3. Windows Socket
• 3.1. Kiến trúc• 3.2. Đặc tính• 3.3. Lập trình WinSock• 3.4. Các phương pháp vào ra
Chương 3. Windows Socket
2
• Windows Socket (WinSock)• Bộ thư viện liên kết động của Microsoft.• Cung cấp các API dùng để xây dựng ứng dụng mạng hiệu năng cao.
3.1 Kiến trúc
3
Application
Winsock 2 DLL ( WS2_32.DLL)
Layered/Base Provider
RSVP Proxy Default Provider
MSAFD.DLL
Winsock Kernel Mode Driver (AFD.SYS)
Transport Protocols
• Windows Socket (WinSock)• Phiên bản hiện tại là WinSock 2.2• Các ứng dụng sẽ giao tiếp với thư viện liên kết động ở tầng trên cùng:
WS2_32.DLL.• Provider do nhà sản xuất của các giao thức cung cấp. Tầng này bổ sung giao
thức của các tầng mạng khác nhau cho WinSock như TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk, NetBIOS...tầng này vẫn chạy ở UserMode.• WinSock Kernel Mode Driver (AFD.SYS) là driver chạy ở KernelMode, nhận
dữ liệu từ tầng trên, quản lý kết nối, bộ đệm, tài nguyên liên quan đến socket và giao tiếp với driver điều khiển thiết bị.
3.1 Kiến trúc
4
• Windows Socket (WinSock)• Transport Protocols là các driver ở tầng thấp nhất, điều khiển trực tiếp thiết
bị. Các driver này do nhà sản xuất phần cứng xây dựng, và giao tiếp với AFD.SYS thông qua giao diện TDI ( Transport Driver Interface)• Việc lập trình Socket sẽ chỉ thao tác với đối tượng SOCKET.• Mỗi ứng dụng cần có một SOCKET trước khi muốn trao đổi dữ liệu với ứng
dụng khác.• Đường dây ảo nối giữa các SOCKET sẽ là kênh truyền dữ liệu của hai ứng
dụng.
3.1 Kiến trúc
5
• Hỗ trợ các giao thức hướng thông điệp (message oriented)• Thông điệp truyền đi được tái tạo nguyên vẹn cả về kích thước và biên ở bên
nhận
3.2 Đặc tính
6
• Hỗ trợ các giao thức hướng dòng (stream oriented)• Biên của thông điệp không được bảo toàn khi truyền đi
3.2 Đặc tính
7
• Hỗ trợ các giao thức hướng kết nối và không kết nối• Giao thức hướng kết nối (connection oriented) thực hiện thiết lập kênh
truyền trước khi truyền thông tin. Thí dụ: TCP• Giao thức không kết nối (connectionless) không cần thiết lập kênh truyền
trước khi truyền. Thí dụ: UDP
3.2 Đặc tính
8
• Hỗ trợ các giao thức hướng kết nối và không kết nối• Giao thức hướng kết nối (connection oriented) thực hiện thiết lập kênh
truyền trước khi truyền thông tin. Thí dụ: TCP• Giao thức không kết nối (connection less) không cần thiết lập kênh truyền
trước khi truyền. Thí dụ: UDP
3.2 Đặc tính
9
• Hỗ trợ các giao thức tin cậy và trật tự• Tin cậy (reliability): đảm bảo chính xác từng byte được gửi đến đích.• Trật tự (ordering): đảm bảo chính xác trật tự từng byte dữ liệu. Byte nào gửi
trước sẽ được nhận trước, byte gửi sau sẽ được nhận sau.
3.2 Đặc tính
10
• Multicast• WinSock hỗ trợ các giao thức Multicast: gửi dữ liệu đến một hoặc nhiều máy
trong mạng.
• Chất lượng dịch vụ - Quality of Service (QoS)• Cho phép ứng dụng yêu cầu một phần băng thông dành riêng cho mục đích
nào đó. Thí dụ: truyền hình thời gian thực.
3.2 Đặc tính
11
• Chuẩn bị môi trường• Hệ điều hành Windows XP/2003/Vista/7.• Visual Studio C++• Thư viện trực tuyến MSDN• Thêm tiêu đề WINSOCK2.H vào đầu mỗi tệp mã nguồn.• Thêm thư viện WS2_32.LIB vào mỗi Project bằng cách
Project => Property => Configuration Properties=> Linker=>Input=>Additional Dependencies
3.3 Lập trình WinSock
12
• Khởi tạo WinSock• WinSock cần được khởi tạo ở đầu mỗi ứng dụng trước khi có thể sử
dụng• Hàm WSAStartup sẽ làm nhiệm khởi tạo
wVersionRequested: [IN] phiên bản WinSock cần dùng. lpWSAData: [OUT] con trỏ chứa thông tin về WinSock cài đặt trong
hệ thống. Giá trị trả về:
Thành công: 0 Thất bại: SOCKET_ERROR
3.3 Lập trình WinSock
13
int WSAStartup( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
• Khởi tạo WinSock• Thí dụ
3.3 Lập trình WinSock
14
WSADATA wsaData;WORD wVersion = MAKEWORD(2,2); // Khởi tạo phiên bản 2.2if (WSAStartup(wVersion,&wsaData)) {
printf(“Version not supported”);}
• Giải phóng WinSock• Ứng dụng khi kết thúc sử dụng WinSock có thể gọi hàm sau để giải
phóng tài nguyên về cho hệ thống int WSACleanup(void);
Giá trị trả về: Thành công: 0 Thất bại: SOCKET_ERROR
3.3 Lập trình WinSock
15
• Xác định lỗi• Phần lớn các hàm của WinSock nếu thành công đều trả về 0.• Nếu thất bại, giá trị trả về của hàm là SOCKET_ERROR.• Ứng dụng có thể lấy mã lỗi gần nhất bằng hàm
int WSAGetLastError(void);• Tra cứu lỗi với công cụ Error Lookup trong Visual Studio
3.3 Lập trình WinSock
16
• Tạo SOCKET• SOCKET là một số nguyên trừu tượng hóa kết nối mạng của ứng dụng.• Ứng dụng phải tạo SOCKET trước khi có thể gửi nhận dữ liệu.• Hàm socket được sử dụng để tạo SOCKET
Trong đó: af: [IN] Address Family, họ giao thức sẽ sử dụng, thường là AF_INET,
AF_INET6. type: [IN] Kiểu socket, SOCK_STREAM cho TCP/IP và SOCK_DGRAM cho
UDP/IP. protocol: [IN] Giao thức tầng giao vận, IPPROTO_TCP hoặc IPPROTO_UDP
3.3 Lập trình WinSock
17
SOCKET socket ( int af, int type, int protocol );
• Tạo SOCKET• Thí dụ
3.3 Lập trình WinSock
18
SOCKET s1,s2; // Khai báo socket s1,s2
// Tạo socket TCPs1 = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
// Tạo socket UDPs2 = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);
• Xác định địa chỉ• WinSock sử dụng sockaddr_in để lưu địa chỉ của ứng dụng đích cần nối
đến. • Ứng dụng cần khởi tạo thông tin trong cấu trúc này
3.3 Lập trình WinSock
19
struct sockaddr_in{ short sin_family; // Họ giao thức, thường là AF_INET u_short sin_port; // Cổng, dạng big-endian struct in_addr sin_addr; // Địa chỉ IP char sin_zero[8]; // Không sử dụng với IPv4 };
• Xác định địa chỉ• Sử dụng các hàm hỗ trợ :
• Chuyển đổi địa chỉ IP dạng xâu sang số nguyên 32 bit
• Chuyển đổi địa chỉ từ dạng in_addr sang dạng xâu
• Chuyển đổi little-endian => big-endian (network order)
• Chuyển đổi big-endian => little-endian (host order)
3.3 Lập trình WinSock
20
// Chuyển 4 byte từ big-endian=>little-endianu_long ntohl(u_long netlong)// Chuyển 2 byte từ big-endian=>little-endianu_short ntohs(u_short netshort)
unsigned long inet_addr(const char FAR *cp);
char FAR *inet_ntoa(struct in_addr in);
// Chuyển đổi 4 byte từ little-endian=>big-endianu_long htonl(u_long hostlong)// Chuyển đổi 2 byte từ little-endian=>big-endianu_short htons(u_short hostshort)
• Xác định địa chỉ• Thí dụ: điền địa chỉ 192.168.0.1:80 vào cấu trúc sockaddr_in
3.3 Lập trình WinSock
21
SOCKADDR_IN InternetAddr; // Khai báo biến lưu địa chỉ InternetAddr.sin_family = AF_INET;// Họ địa chỉ Internet
//Chuyển xâu địa chỉ 192.168.0.1 sang số 4 byte dang network-byte // order và gán cho trường sin_addrInternetAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.0.1");
//Chuyển đổi cổng sang dạng network-byte order và gán cho trường // sin_portInternetAddr.sin_port = htons(80);
• Phân giải tên miền• Đôi khi địa chỉ của máy đích được cho dưới dạng tên miền• Ứng dụng cần thực hiện phân giải tên miền để có địa chỉ thích hợp• Hàm getnameinfo và getaddrinfo sử dụng để phân giải tên miền• Cần thêm tệp tiêu đề WS2TCPIP.H
3.3 Lập trình WinSock
22
int getaddrinfo( const char *nodename, // Tên miền hoặc địa chỉ cần phân giải const char *servname, // Dịch vụ hoặc cổng const struct addrinfo *hints, // Cấu trúc gợi ý struct addrinfo **res // Kết quả);Giá trị trả về
Thành công: 0 Thất bại: mã lỗi
Giải phóng: freeaddrinfo()
• Phân giải tên miền• Cấu trúc addrinfo: danh sách liên kết đơn chứa thông tin về tên miền
tương ứng
3.3 Lập trình WinSock
23
struct addrinfo {int ai_flags; // Thường là AI_CANONNAMEint ai_family; // Thường là AF_INETint ai_socktype; // Loại socketint ai_protocol; // Giao thứ giao vậnsize_t ai_addrlen; // Chiều dài của ai_addrchar *ai_canonname; // Tên miềnstruct sockaddr *ai_addr; // Địa chỉ socket đã phân giảistruct addrinfo *ai_next; // Con trỏ tới cấu trúc tiếp theo
};
• Phân giải tên miền• Đoạn chương trình sau sẽ thực hiện phân giải địa chỉ cho tên miền
www.hut.edu.vn
3.3 Lập trình WinSock
24
addrinfo * result; // Lưu kết quả phân giảiint rc; // Lưu mã trả vềsockaddr_in address; // Lưu địa chỉ phân giải đượcrc = getaddrinfo(“www.hut.edu.vn”, “http”, NULL, &result);
// Một tên miền có thể có nhiều địa chỉ IP tương ứng// Lấy kết quả đầu tiênif (rc==0) memcpy(&address,result->ai_addr,result->ai_addrlen);
// Xử lý với address...
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Việc truyền nhận dữ liệu sử dụng giao thức TCP sẽ bao gồm hai phần:
ứng dụng phía client và phía server.• Ứng dụng phía server:
• Khởi tạo WinSock qua hàm WSAStartup• Tạo SOCKET qua hàm socket hoặc WSASocket• Gắn SOCKET vào một giao diện mạng thông qua hàm bind• Chuyển SOCKET sang trạng thái đợi kết nối qua hàm listen• Chấp nhận kết nối từ client thông qua hàm accept• Gửi dữ liệu tới client thông qua hàm send hoặc WSASend• Nhận dữ liệu từ client thông qua hàm recv hoặc WSARecv• Đóng SOCKET khi việc truyền nhận kết thúc bằng hàm closesocket• Giải phóng WinSock bằng hàm WSACleanup
3.3 Lập trình WinSock
25
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
3.3 Lập trình WinSock
26
WSAStartupsocket/
WSASocketbind
listenacceptsend/
WSASend
recv/WSARecv
closesocket WSACleanup
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
• Hàm bind: gắn SOCKET vào một giao diện mạng của máy
3.3 Lập trình WinSock
27
int bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name, int namelen);
Trong đó s: [IN] SOCKET vừa được tạo bằng hàm socket name: [IN] địa chỉ của giao diện mạng cục bộ namelen: [IN] chiều dài của cấu trúc name
Thí dụSOCKADDR_IN tcpaddr;short port = 8888;tcpaddr.sin_family = AF_INET;// Socket IPv4tcpaddr.sin_port = htons(port); // host order => net order tcpaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //Giao diện bất kỳ bind(s, (SOCKADDR *)&tcpaddr, sizeof(tcpaddr)); // Bind socket
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
• Hàm listen: chuyến SOCKET sang trạng thái đợi kết nối
3.3 Lập trình WinSock
28
int listen(SOCKET s, int backlog);
Trong đó s: [IN] SOCKET đã được tạo trước đó bằng socket/WSASocket backlog: [IN] chiều dài hàng đợi chấp nhận kết nối
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
• Hàm accept: chấp nhận kết nối
3.3 Lập trình WinSock
29
SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr,int FAR* addrlen);
Trong đó s: [IN] SOCKET hợp lệ, đã được bind và listen trước đó addr: [OUT] địa chỉ của client kết nối đến addrlen: [IN/OUT] con trỏ tới chiều dài của cấu trúc addr. Ứng dụng cần
khởi tạo addrlen trỏ tới một số nguyên chứa chiều dài của addr
Giá trị trả về là một SOCKET mới, sẵn sàng cho việc gửi nhận dữ liệu trên đó. Ứng với mỗi kết nối của client sẽ có một SOCKET riêng.
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
• Hàm send: gửi dữ liệu trên SOCKET
3.3 Lập trình WinSock
30
int send(SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags);Trong đó
s: [IN] SOCKET hợp lệ, đã được accept trước đó buf: [IN] địa chỉ của bộ đệm chứa dữ liệu cần gửi len: [IN] số byte cần gửi flags:[IN] cờ quy định cách thức gửi, có thể là
0,MSG_OOB,MSG_DONTROUTEGiá trị trả về
Thành công: số byte gửi được, có thể nhỏ hơn len Thất bại: SOCKET_ERROR
Thí dụchar szHello[]=”Hello Network Programming”;send(s,szHello,strlen(szHello),0);
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
• Hàm recv: nhận dữ liệu trên SOCKET
3.3 Lập trình WinSock
31
int recv(SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags);Trong đó
s: [IN] SOCKET hợp lệ, đã được accept trước đó buf: [OUT] địa chỉ của bộ đệm nhận dữ liệu len: [IN] kích thước bộ đệm flags:[IN] cờ quy định cách thức nhận, có thể là 0, MSG_PEEK,
MSG_OOB, MSG_WAITALLGiá trị trả về
Thành công: số byte nhận được, có thể nhỏ hơn len Thất bại: SOCKET_ERROR
Thí dụchar buf[100];int len = 0;len = recv(s,buf,100,0);
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía server (tiếp)
• Hàm closesocket: đóng kết nối trên một socket
3.3 Lập trình WinSock
32
int closesocket(SOCKET s )
Trong đó s: [IN] SOCKET hợp lệ, đã kết nối
Giá trị trả về Thành công: 0 Thất bại: SOCKET_ERROR
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Đoạn chương trình minh họa
3.3 Lập trình WinSock
33
#include <winsock2.h> //Thu vien Winsockvoid main(void){ WSADATA wsaData; SOCKET ListeningSocket; SOCKET NewConnection; SOCKADDR_IN ServerAddr; SOCKADDR_IN ClientAddr; int ClientAddrLen; int Port = 8888; // Khoi tao Winsock 2.2 WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); // Tao socket lang nghe ket noi tu client. ListeningSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); // Khoi tao cau truc SOCKADDR_IN cua server // doi ket noi o cong 8888 ServerAddr.sin_family = AF_INET; ServerAddr.sin_port = htons(Port); ServerAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Đoạn chương trình minh họa (tiếp)
3.3 Lập trình WinSock
34
// Bind socket cua server. bind(ListeningSocket, (SOCKADDR *)&ServerAddr, sizeof(ServerAddr)); // Chuyen sang trang thai doi ket noi listen(ListeningSocket, 5); // Chap nhan ket noi moi. ClientAddrLen = sizeof(ClientAddr); NewConnection = accept(ListeningSocket, (SOCKADDR *) &ClientAddr,&ClientAddrLen); // Sau khi chap nhan ket noi, server co the tiep tuc chap nhan them cac ket noi khac, // hoac gui nhan du lieu voi cac client thong qua cac socket duoc accept voi client // Dong socket closesocket(NewConnection); closesocket(ListeningSocket); // Giai phong Winsock WSACleanup();}
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía client
• Khởi tạo WinSock qua hàm WSAStartup• Tạo SOCKET qua hàm socket hoặc WSASocket• Điền thông tin về server vào cấu trúc sockaddr_in• Kết nối tới server qua hàm connect hoặc WSAConnect• Gửi dữ liệu tới server thông qua hàm send hoặc WSASend• Nhận dữ liệu từ server thông qua hàm recv hoặc WSARecv• Đóng SOCKET khi việc truyền nhận kết thúc bằng hàm closesocket• Giải phóng WinSock bằng hàm WSACleanup
3.3 Lập trình WinSock
35
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía client (tiếp)
3.3 Lập trình WinSock
36
WSAStartupsocket/
WSASocket
xác định địa chỉ/phân giải
tên miền
connect/WSAConnect
send/WSASend
recv/WSARecv
closesocket WSACleanup
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Ứng dụng phía client (tiếp)
• Địa chỉ của server xác định trong cấu trúc sockaddr_in nhờ hàm inet_addr hoặc theo getaddrinfo
• Hàm connect: kết nối đến server
3.3 Lập trình WinSock
37
int connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen);
Trong đó s: [IN] SOCKET đã được tạo bằng socket hoặc WSASocket trước đó name:[IN] địa chỉ của server namelen:[IN] chiều dài cấu trúc name
Giá trị trả về Thành công: 0 Thất bại: SOCKET_ERROR
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Chương trình minh họa
3.3 Lập trình WinSock
38
#include <winsock2.h> void main(void){ WSADATA wsaData; SOCKET s; SOCKADDR_IN ServerAddr; int Port = 8888; // Khoi tao Winsock 2.2 WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); // Tao socket client s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); // Khoi tao cau truc SOCKADDR_IN co dia chi server la 202.191.56.69 va cong 8888 ServerAddr.sin_family = AF_INET; ServerAddr.sin_port = htons(Port); ServerAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("202.191.56.69");
• Truyền dữ liệu sử dụng TCP• Chương trình minh họa (tiếp)
3.3 Lập trình WinSock
39
// Ket noi den server thong qua socket s. connect(s, (SOCKADDR *) &ServerAddr, sizeof(ServerAddr)); // Bat dau gui nhan du lieu // Ket thuc gui nhan du lieu // Dong socket closesocket(s); // Giai phong Winsock WSACleanup();}
• Bài tập1. Viết chương trình TCPClient, kết nối đến một máy chủ xác định bởi tên miền hoặc địa chỉ IP. Sau đó nhận dữ liệu từ bàn phím và gửi đến Server. Tham số được truyền vào từ dòng lệnh có dạng
TCPClient.exe <Địa chỉ IP/Tên miền><Cổng>2. Viết chương trình TCPServer, đợi kết nối ở cổng xác định bởi tham số dòng lệnh. Mỗi khi có client kết nối đến, thì gửi xâu chào được chỉ ra trong một tệp tin xác định, sau đó ghi toàn bộ nội dung client gửi đến vào một tệp tin khác được chỉ ra trong tham số dòng lệnh
TCPServer.exe <Cổng> <Tệp tin chứa câu chào> <Tệp tin lưu nội dung client gửi đến>
VD: TCPServer.exe 8888 chao.txt client.txt
3.3 Lập trình WinSock
40
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Giao thức UDP là giao thức không kết nối (Connectionless)• Ứng dụng không cần phải thiết lập kết nối trước khi gửi tin.• Ứng dụng có thể nhận được tin từ bất kỳ máy tính nào trong mạng.• Trình tự gửi thông tin ở bên gửi như sau
3.3 Lập trình WinSock
41
WSAStartupsocket/
WSASocket
Xác định địa chỉ/Phân giải
tên miền
sendtoWSACleanup
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Ứng dụng bên gửi
• Hàm sendto: gửi dữ liệu đến một máy tính bất kỳ
3.3 Lập trình WinSock
42
int sendto( SOCKET s, // [IN] socket đã tạo bằng hàm socket/WSASocket const char FAR * buf, // [IN] bộ đệm chứa dữ liệu cần gửi int len, // [IN] số byte cần gửi int flags, // [IN] cờ, tương tự như hàm send const struct sockaddr FAR * to, // [IN] địa chỉ đích int tolen // [IN] chiều dài địa chỉ đích);Giá trị trả về
Thành công: số byte gửi được, có thể nhỏ hơn len Thất bại: SOCKET_ERROR
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Đoạn chương trình sau sẽ gửi một xâu tới địa chỉ 202.191.56.69:8888
3.3 Lập trình WinSock
43
char buf[]=”Hello Network Programming”; // Xâu cần gửiSOCKET sender; // SOCKET để gửiSOCKADDR_IN receiverAddr; // Địa chỉ nhận // Tạo socket để gửi tinsender = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); // Điền địa chỉ đíchreceiverAddr.sin_family = AF_INET;receiverAddr.sin_port = htons(8888); receiverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("202.191.56.69");// Thực hiện gửi tinsendto(sender, buf, strlen(buf), 0, (SOCKADDR *)&receiverAddr, sizeof(receiverAddr));
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Trình tự nhận thông tin ở bên nhận như sau
3.3 Lập trình WinSock
44
WSAStartupsocket/
WSASocketbind
recvfromWSACleanup
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Ứng dụng bên nhận
• Hàm recvfrom: nhận dữ liệu từ một socket
3.3 Lập trình WinSock
45
int recvfrom( SOCKET s, // [IN] SOCKET sẽ nhận dữ liệu char FAR* buf, // [IN] địa chỉ bộ đệm chứa dữ liệu sẽ nhận được int len, // [IN] kích thước bộ đệm int flags, // [IN] cờ, tương tự như hàm recv struct sockaddr FAR* from,// [OUT] địa chỉ của bên gửi int FAR* fromlen // [IN/OUT] chiều dài cấu trúc địa chỉ của bên
// gửi, khởi tạo là chiều dài của from);Giá trị trả về
Thành công: số byte nhận được Thất bại: SOCKET_ERROR
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Đoạn chương trình sau sẽ nhận đữ liệu datagram từ cổng 8888 và hiển
thị ra màn hình
3.3 Lập trình WinSock
46
SOCKET receiver;SOCKADDR_IN addr, source; int len = sizeof(source);// Tạo socket UDPreceiver = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);// Khởi tạo địa chỉ và cổng 8888 addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);addr.sin_port = htons(8888); // Đợi UDP datagram ở cổng 8888 // Bind socket vào tất cả các giao diện và cổng 8888bind(receiver,(sockaddr*)&addr,sizeof(SOCKADDR_IN));
• Truyền dữ liệu sử dụng UDP• Đoạn chương trình (tiếp)
3.3 Lập trình WinSock
47
// Lặp đợi gói tinwhile (1){
// Nhận dữ liệu từ mạngdatalen = recvfrom(receiver,buf,100,0,(sockaddr*)&source,
&len);// Kiểm tra chiều dàiif (datalen>0){
buf[datalen]=0;printf("Data:%s",buf); // Hiển thị ra màn hình
}}
• Sử dụng Netcat để gửi nhận dữ liệu đơn giản• Netcat là một tiện ích mạng rất đa năng.• Có thể sử dụng như TCP server: nc.exe -v -l -p <cổng đợi kết nối>
Thí dụ: nc.exe -l -p 8888• Có thể sử dụng như TCP client: nc -v <ip/tên miền> <cổng>
Thí dụ: nc.exe 127.0.0.1 80• Sử dụng như UDP receiver: nc -v -l -u -p <cổng đợi kết nối>
Thí dụ: nc.exe -v -l -u -p 8888• Sử dụng như UDP sender: nc -v -u <ip/tên miền> <cổng>• Thí dụ: nc.exe -v -u 192.168.0.1 80
3.3 Lập trình WinSock
48
• Một số hàm khác• getpeername: lấy địa chỉ đầu kia mà SOCKET kết nối đến
• getsockname: lấy địa chỉ cục bộ của SOCKET
3.3 Lập trình WinSock
49
int getpeername( SOCKET s, // [IN] SOCKET cần lấy địa chỉ struct sockaddr FAR* name, // [OUT] địa chỉ lấy được int FAR* namelen // [OUT] chiều dài địa chỉ);
int getsockname( SOCKET s, // [IN] SOCKET cần lấy địa chỉ struct sockaddr FAR* name, // [OUT] địa chỉ lấy được int FAR* namelen // [OUT] chiều dài địa chỉ);
• Bài tập1. Viết chương trình clientinfo thực hiện kết nối đến một máy chủ xác định và gửi thông tin về tên máy, danh sách các ổ đĩa có trong máy, kích thước các ổ đĩa. Địa chỉ (tên miền) và cổng nhận vào từ tham số dòng lệnh.
VD: clientinfo abc.com 12342. Viết chương trình serverinfo đợi kết nối từ các clientinfo và thu nhận thông tin từ client, hiện ra màn hình. Tham số dòng lệnh truyền vào là cổng mà serverinfo sẽ đợi kết nối
VD: serverinfo 1234
3.3 Lập trình WinSock
50
3.4 Các phương pháp vào ra
51
• Các chế độ hoạt động của WinSock• Thread( Luồng):
• Là đơn vị thực thi độc lập và tuần tự của chương trình.• Mỗi chương trình có ít nhất một thread chính là thread bắt đầu thực hiện tại hàm main
• Blocking (Đồng bộ):• Là chế độ mà các hàm vào ra sẽ chặn thread đến khi thao tác vào ra hoàn tất (các hàm vào
ra sẽ không trở về cho đến khi thao tác hoàn tất).• Là chế độ mặc định của SOCKET• Các hàm ảnh hưởng:
• accept• connect• send• recv• ...
3.4 Các phương pháp vào ra
52
• Các chế độ hoạt động của WinSock• Blocking (Đồng bộ):
I/O Request
I/O Complete
Blocking state
Application
Perform I/O
OS
3.4 Các phương pháp vào ra
53
• Các chế độ hoạt động của WinSock• Blocking (Đồng bộ):
• Thích hợp với các ứng dụng xử lý tuần tự. Không nên gọi các hàm blocking khi ở thread xử lý giao diện (GUI Thread).
• Thí dụ: • Thread bị chặn bởi hàm recv thì không thể gửi dữ liệu...
do{
// Thread sẽ bị chặn lại khi gọi hàm recvfrom// Trong lúc đợi dữ liệu thì không thể gửi dữ liệurc = recvfrom(receiver,szXau,128,0,
(sockaddr*)&senderAddress,&senderLen);// ..
}while...
3.4 Các phương pháp vào ra
54
• Các chế độ hoạt động của WinSock• Non-Blocking (Bất đồng bộ):
• Là chế độ mà các thao tác vào ra sẽ trở về nơi gọi ngay lập tức và tiếp tục thực thi thread. Kết quả của thao tác vào ra sẽ được thông báo cho chương trình dưới một cơ chế đồng bộ nào đó.
• Các hàm vào ra bất đồng bộ sẽ trả về mã lỗi WSAWOULDBLOCK nếu thao tác đó không thể hoàn tất ngay và mất thời gian đáng kể(chấp nhận kết nối, nhận dữ liệu, gửi dữ liệu...). Đây là điều hoàn toàn bình thường.
• Có thể sử dụng trong thread xử lý giao diện của ứng dụng.• Thích hợp với các ứng dụng hướng sự kiện.
3.4 Các phương pháp vào ra
55
• Các chế độ hoạt động của WinSock• Non-Blocking (Bất đồng bộ):
I/O Request
I/O Complete
Non-Blocking state
Application
Perform I/O
OS
OtherComputations
3.4 Các phương pháp vào ra
56
• Các chế độ hoạt động của WinSock• Non-Blocking (Bất đồng bộ):
• Socket cần chuyển sang chế độ này bằng hàm ioctlsocketSOCKET s;unsigned long ul = 1;int nRet; s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);// Chuyển sang chế độ non-blockingnRet = ioctlsocket(s, FIONBIO, (unsigned long *) &ul);if (nRet == SOCKET_ERROR){ // Thất bại}
3.4 Các phương pháp vào ra
57
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Blocking
• Mô hình mặc định, đơn giản nhất.• Không thể gửi nhận dữ liệu đồng thời trong cùng một luồng.• Chỉ nên áp dụng trong các ứng dụng đơn giản, xử lý tuần tự, ít kết nối.• Giải quyết vấn đề xử lý song song bằng việc tạo thêm các thread chuyên biệt: thread gửi dữ liệu, thread nhận dữ liệu• Hàm API CreateThread được sử dụng để tạo một luồng mới
HANDLE WINAPI CreateThread( __in LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, __in SIZE_T dwStackSize, __in LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, __in LPVOID lpParameter, __in DWORD dwCreationFlags, __out LPDWORD lpThreadId );
- TerminateThread- BOOL WINAPI TerminateThread( __in_out HANDLE hThread,
__in DWORD dwExitCode );- Trên unix/linux/posix: pthread_create và pthread_kill
3.4 Các phương pháp vào ra
58
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Blocking
Receiver Thread
socket
bind
listen
accept
recvsend
other tasks other tasks
CreateThread
Main Thread
3.4 Các phương pháp vào ra
59
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Blocking
• Đoạn chương trình sau sẽ minh họa việc gửi và nhận dữ liệu đồng thời trong TCP Client// Khai báo luồng xử lý việc nhận dữ liệuDWORD WINAPI ReceiverThread(LPVOID lpParameter);...// Khai báo các biến toàn cụcSOCKADDR_IN address;SOCKET client; char szXau[128];...rc = connect(client,(sockaddr*)&address,sizeof(address));// Tạo luồng xử lý việc nhận dữ liệuCreateThread(0,0,ReceiverThread,0,0,0);while (strlen(gets(szXau))>=2){
rc = send(client,szXau,strlen(szXau),0);}...
3.4 Các phương pháp vào ra
60
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Blocking
• Đoạn chương trình (tiếp)DWORD WINAPI ReceiverThread(LPVOID lpParameter){
char szBuf[128];int len = 0;do{
len = recv(client,szBuf,128,0);if (len>=2){
szBuf[len] = 0;printf("%s\n",szBuf);
}else
break;}while (len>=2);
}
3.4 Các phương pháp vào ra
61
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Select• Là mô hình được sử dụng phổ biến.• Sử dụng hàm select để thăm dò các sự kiện trên socket (gửi dữ liệu, nhận dữ liệu, kết nối thành công, yêu cầu kết
nối...).• Hỗ trợ nhiều kết nối cùng một lúc.• Có thể xử lý tập trung tất cả các socket trong cùng một thread (tối đa 1024).• Nguyên mẫu hàm như sau
int select( int nfds, // Không sử dụng fd_set FAR * readfds, // Tập các socket hàm sẽ thăm dò cho sự kiện read fd_set FAR * writefds, // Tập các socket hàm sẽ thăm dò cho sự kiện write fd_set FAR * exceptfds, // Tập các socket hàm sẽ thăm dò cho sự kiện except const struct timeval FAR * timeout // Thời gian thăm dò tối đa);Giá trị trả về:
Thành công: số lượng socket có sự kiện xảy ra Hết giờ: 0 Thất bại: SOCKET_ERROR
3.4 Các phương pháp vào ra
62
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Select
socket
bind
listen
Khởi tạo tập select
Xử lý sự kiện
Kết thúc ?
select
Main Thread
Nclosesocket
Y
3.4 Các phương pháp vào ra
63
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Select
Điều kiện thành công của select Một trong các socket của tập readfds nhận được dữ liệu hoặc kết nối bị đóng, reset, hủy, hoặc hàm accept
thành công. Một trong các socket của tập writefds có thể gửi dữ liệu, hoặc hàm connect thành công trên socket non-
blocking. Một trong các socket của tập exceptfds nhận được dữ liệu OOB, hoặc connect thất bại.
Các tập readfds, writefds, exceptfds có thể NULL, nhưng không thể cả ba cùng NULL. Các MACRO FD_CLR, FD_ZERO, FD_ISSET, FD_SET sử dụng để thao tác với các cấu trúc fdset.
3.4 Các phương pháp vào ra
64
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Select
Đoạn chương trình sau sẽ thăm dò trạng thái của socket s khi nào có dữ liệuSOCKET s;fd_set fdread;int ret;// Khởi tạo socket s và tạo kết nối ...// Thao tác vào ra trên socket swhile(TRUE){ // Xóa tập fdread FD_ZERO(&fdread); // Thêm s vào tập fdread FD_SET(s, &fdread); ret = select(0, &fdread, NULL, NULL, NULL); // Đợi sự kiện trên socket if (ret == SOCKET_ERROR) {
// Xử lý lỗi}
3.4 Các phương pháp vào ra
65
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Select
Đoạn chương trình (tiếp) if (ret > 0) { // Kiểm tra xem s có được thiết lập hay không if (FD_ISSET(s, &fdread)) { // Đọc dữ liệu từ s } }}
3.4 Các phương pháp vào ra
66
Bài tập: Simple Telnet Server• Sử dụng mô hình select viết hai chương trình server/client thực hiện yêu cầu sau:
• Viết chương trình server đợi kết nối ở cổng 12345.• Với mỗi client kết nối đến, yêu cầu nhập tên và mật khẩu. So sánh tên và mật khẩu trong tệp
tin passwd gồm nhiều dòng có dạng:user1:pass1user2:pass2…• Nếu đăng nhập thành công thì đợi lệnh từ client và chuyển tiếp lệnh cho hệ thống xử lý, sau
đó gửi trả kết quả cho client.Ví dụ:Hello guest, please authenticate yourselfUsername: nonamePassword: nopassWelcome to noname serverC:\Program files>dir /ah<Kết quả>C:\Program files>cd \C:\
67
• Viết chương trình SelectTCPServer có thể thực hiện những công việc sau:• Đáp ứng được tối đa 255 kết nối.• Sử dụng mô hình Select.• Định danh các client bằng nickname• Chuyển tiếp thông điệp từ một nickname đến tất cả các nickname khác đang
đăng nhập vào hệ thống.• Cú pháp đăng nhập của một client:
• “Hello <nickname>\r\n”• Cú pháp gửi thông điệp của một nickname đến hệ thống
• “Chat <nội dung>\r\n”• Cú pháp gửi thông điệp của hệ thống đến một client
• “Chat <nickname> <nội dung>\r\n”
3.4 Các phương pháp vào ra
68
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAAsyncSelect
Cơ chế xử lý sự kiện dựa trên thông điệp của Windows Ứng dụng GUI có thể nhận được các thông điệp từ WinSock qua cửa sổ của ứng dụng. Hàm WSAAsyncSelect được sử dụng để chuyển socket sang chế độ bất đồng bộ và thiết lập tham số cho việc xử
lý sự kiệnint WSAAsyncSelect( SOCKET s, // [IN] Socket sẽ xử lý sự kiện HWND hWnd, // [IN] Handle cửa sổ nhận sự kiện unsigned int wMsg, // [IN] Mã thông điệp, tùy chọn, thường>=WM_USER long lEvent // [IN] Mặt nạ chứa các sự kiện ứng dụng muốn nhận
// bao gồm FD_READ, //FD_WRITE,FD_ACCEPT,FD_CONNECT,FD_CLOSE
);
3.4 Các phương pháp vào ra
69
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAAsyncSelect
Thí dụ: WSAAsyncSelect(s, hwnd, WM_SOCKET, FD_CONNECT | FD_READ | FD_WRITE | FD_CLOSE);
Tất cả các cửa sổ đều có hàm callback để nhận sự kiện từ Windows. Khi ứng dụng đã đăng ký socket với cửa sổ nào, thì cửa sổ đó sẽ nhận được các sự kiện của socket.
Nguyên mẫu của hàm callback của cửa số:LRESULT CALLBACK WindowProc(
HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam );
Khi cửa sổ nhận được các sự kiện liên quan đến WinSock: uMsg sẽ chứa mã thông điệp mà ứng dụng đã đăng ký bằng WSAAsyncSelect wParam chứa bản thân socket xảy ra sự kiện Nửa cao của lParam chứa mã lỗi nếu có, nửa thấp chứa mã sự kiện có thể là
FD_READ, FD_WRITE, FD_CONNECT, FD_ACCEPT, FD_CLOSE
3.4 Các phương pháp vào ra
70
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAAsyncSelect
Ứng dụng sẽ dùng hai MACRO: WSAGETSELECTERROR và WSAGETSELECTEVENT để kiểm tra lỗi và sự kiện xảy ra trên socket.
Thí dụ:BOOL CALLBACK WinProc(HWND hDlg,UINT wMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam){ SOCKET Accept; switch(wMsg) { case WM_PAINT: // Xử lý sự kiện khác
break; case WM_SOCKET: // Sự kiện WinSock if (WSAGETSELECTERROR(lParam)) // Kiểm tra có lỗi hay không
{closesocket( (SOCKET) wParam); // Đóng socket
break; }
3.4 Các phương pháp vào ra
71
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAAsyncSelect
Thí dụ (tiếp):switch(WSAGETSELECTEVENT(lParam)) // Xác định sự kiện { case FD_ACCEPT: // Chấp nhận kết nối Accept = accept(wParam, NULL, NULL); …. break; case FD_READ: // Có dữ liệu từ socket wParam
… break; case FD_WRITE: // Có thể gửi dữ liệu đến socket wParam
break; case FD_CLOSE: // Đóng kết nối
closesocket( (SOCKET)wParam); break; } break; } return TRUE;}
3.4 Các phương pháp vào ra
72
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAAsyncSelect
Ưu điểm: xử lý hiệu quả nhiều sự kiện trong cùng một luồng. Nhược điểm: ứng dụng phải có ít nhất một cửa sổ, không nên dồn quá nhiều socket
vào cùng một cửa sổ vì sẽ dẫn tới đình trệ trong việc xử lý giao diện.
3.4 Các phương pháp vào ra
73
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Xử lý dựa trên cơ chế đồng bộ đối tượng sự kiện của Windows: WSAEVENT Mỗi đối tượng có hai trạng thái: Báo hiệu (signaled) và chưa báo hiệu (non-signaled). Hàm WSACreateEvent sẽ tạo một đối tượng sự kiện ở trạng thái chưa báo hiệu và có
chế độ hoạt động là thiết lập thủ công (manual reset).WSAEVENT WSACreateEvent(void);
Hàm WSAResetEvent sẽ chuyển đối tượng sự kiện về trạng thái chưa báo hiệu BOOL WSAResetEvent(WSAEVENT hEvent);
Hàm WSACloseEvent sẽ giải phóng một đối tượng sự kiệnBOOL WSACloseEvent(WSAEVENT hEvent);
3.4 Các phương pháp vào ra
74
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Hàm WSAEventSelect sẽ tự động chuyển socket sang chế độ non-blocking và gắn các sự kiện của socket với đối tượng sự kiện truyền vào theo tham sốint WSAEventSelect(
SOCKET s, // [IN] Socket cần xử lý sự kiệnWSAEVENT hEventObject,// [IN] Đối tượng sự kiện đã tạo trước đólong lNetworkEvents // [IN] Các sự kiện ứng dụng muốn nhận
// từ WinSock);
Thí dụ: rc = WSAEventSelect(s, hEventObject, FD_READ|FD_WRITE);
3.4 Các phương pháp vào ra
75
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Hàm WaitForMultipleEvent sẽ đợi sự kiện trên một mảng các đối tượng sự kiện cho đến khi một trong các đối tượng chuyển sang trạng thái báo hiệu.DWORD WSAWaitForMultipleEvents( DWORD cEvents, // [IN] Số lượng sự kiện cần đợi const WSAEVENT FAR * lphEvents,// [IN] Mảng các sự kiện, max 64 BOOL fWaitAll, //[IN] Có đợi tất cả các sự kiện không ? DWORD dwTimeout, //[IN] Thời gian đợi tối đa BOOL fAlertable //[IN] Thiết lập là FALSE);Giá trị trả về Thành công: Số thứ tự của sự kiện xảy ra + WSA_WAIT_EVENT_0. Hết giờ: WSA_WAIT_TIMEOUT. Thất bại: WSA_WAIT_FAILED.
3.4 Các phương pháp vào ra
76
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Xác định mã của sự kiện gắn với một đối tượng sự kiện cụ thể bằng hàm WSAEnumNetworkEvents.int WSAEnumNetworkEvents( SOCKET s, // [IN] Socket muốn thăm dò WSAEVENT hEventObject, // [IN] Đối tượng sự kiện tương ứng LPWSANETWORKEVENTS lpNetworkEvents// [OUT] Cấu trúc chứa mã sự kiện);
Mã sự kiện lại nằm trong cấu trúc WSANETWORKEVENTS có khai báo như sautypedef struct _WSANETWORKEVENTS{
long lNetworkEvents; // Mặt nạ chứa sự kiện được kích hoint iErrorCode[FD_MAX_EVENTS]; // Mảng các mã sự kiện
} WSANETWORKEVENTS, FAR * LPWSANETWORKEVENTS;
3.4 Các phương pháp vào ra
77
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Thí dụ#include <winsock2.h>#define MAX_EVENTS 64int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){SOCKET SocketArray [MAX_EVENTS];WSAEVENT EventArray [MAX_EVENTS],NewEvent;SOCKADDR_IN InternetAddr;SOCKET Accept, Listen;DWORD EventTotal = 0;DWORD Index, i;WSADATA wsaData;WORD wVersion = MAKEWORD(2,2);int rc = WSAStartup(wVersion,&wsaData);// Thiết lập TCP socket đợi kết nối ở 8888Listen = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);InternetAddr.sin_family = AF_INET;InternetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);InternetAddr.sin_port = htons(8888);rc = bind(Listen, (PSOCKADDR) &InternetAddr,sizeof(InternetAddr));
3.4 Các phương pháp vào ra
78
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Thí dụ (tiếp)SOCKET Accept, Listen;…NewEvent = WSACreateEvent(); WSAEventSelect(Listen, NewEvent,FD_ACCEPT | FD_CLOSE);rc = listen(Listen, 5);WSANETWORKEVENTS NetworkEvents;SocketArray[EventTotal] = Listen;EventArray[EventTotal] = NewEvent;EventTotal++;char buffer[1024];int len;while(TRUE){ // Đợi tất cả các sự kiện Index = WSAWaitForMultipleEvents(EventTotal,EventArray, FALSE,
WSA_INFINITE, FALSE); Index = Index - WSA_WAIT_EVENT_0;
3.4 Các phương pháp vào ra
79
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Thí dụ (tiếp)// Duyệt để tìm ra sự kiện nào được báo hiệu for(i=Index; i < EventTotal ;i++) { Index = WSAWaitForMultipleEvents(1, &EventArray[i], TRUE, 1000,
FALSE); if ((Index == WSA_WAIT_FAILED) || (Index == WSA_WAIT_TIMEOUT)) continue; else { Index = i; WSAResetEvent(EventArray[Index]); WSAEnumNetworkEvents( SocketArray[Index], EventArray[Index], &NetworkEvents);
3.4 Các phương pháp vào ra
80
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Thí dụ (tiếp) // Kiểm tra sự kiện FD_ACCEPT if (NetworkEvents.lNetworkEvents & FD_ACCEPT) { if (NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] != 0) { printf("FD_ACCEPT failed with error %d\n", NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT]); break; }
// Chấp nhận kết nối mới // cho vào danh sách socket và sự kiện Accept = accept( SocketArray[Index], NULL, NULL);
3.4 Các phương pháp vào ra
81
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình WSAEventSelect
Thí dụ (tiếp)if (EventTotal > WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS) { printf("Too many connections"); closesocket(Accept); break; }
NewEvent = WSACreateEvent();
WSAEventSelect(Accept, NewEvent, FD_READ | FD_WRITE | FD_CLOSE);
EventArray[EventTotal] = NewEvent; SocketArray[EventTotal] = Accept; EventTotal++; printf("Socket %d connected\n", Accept); }...
82
83
• Viết chương trình chat+gửi file đơn giản (client +server) sử dụng mô hình WSAEventSelect. Có thể nhập và hiển thị tiếng Việt. Có quản lý username, password.
Nội dung lưu trong xâu có kiểu wchar_t. Số lượng byte gửi đi = chiều dài xâu * 2.
Bài tập
84
• Thiết kế và cài đặt một giao thức cho phép gửi file và văn bản đồng thời trên một kết nối TCP. • Thiết kế và cài đặt một giao thức cho phép gửi file và văn bản đồng
thời trên một socket UDP.
Bài tập
3.4 Các phương pháp vào ra
85
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped
Sử dụng cấu trúc OVERLAPPED chứa thông tin về thao tác vào ra. Các thao tác vào ra sẽ trở về ngay lập tức và thông báo lại cho ứng dụng theo một trong hai cách
sau: Event được chỉ ra trong cấu trúc OVERLAPPED. Completion routine được chỉ ra trong tham số của lời gọi vào ra.
Các hàm vào ra sử dụng mô hình này: WSASend WSASendTo WSARecv WSARecvFrom WSAIoctl WSARecvMsg AcceptEx ConnectEx TransmitFile TransmitPackets DisconnectEx WSANSPIoctl
3.4 Các phương pháp vào ra
86
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped– Xử lý qua event
Cấu trúc OVERLAPPEDtypedef struct WSAOVERLAPPED{ DWORD Internal; DWORD InternalHigh; DWORD Offset; DWORD OffsetHigh; WSAEVENT hEvent;} WSAOVERLAPPED, FAR * LPWSAOVERLAPPED
Internal, InternalHigh,Offset,OffsetHigh được sử dụng nội bộ trong WinSockhEvent là đối tượng event sẽ được báo hiệu khi thao tác vào ra hoàn tất, chương trình cần khởi
tạo cấu trúc với một đối tượng sự kiện hợp lệ.Khi thao tác vào ra hoàn tất, chương trình cần lấy kết quả vào ra thông qua hàm
WSAGetOverlappedResult
3.4 Các phương pháp vào ra
87
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped– Xử lý qua event
‒ Hàm WSAGetOverlappedResultBOOL WSAGetOverlappedResult( SOCKET s, LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, LPDWORD lpcbTransfer, BOOL fWait, LPDWORD lpdwFlags);
s là socket muốn kiểm tra kết quảlpOverlapped là con trỏ đến cấu trúc OVERLAPPEDlpcbTransfer là con trỏ đến biến sẽ lưu số byte trao đổi đượcfWait là biến báo cho hàm đợi cho đến khi thao tác vào ra hoàn tấtlpdwFlags : cờ kết quả của thao tácHàm trả về TRUE nếu thao tác hoàn tất hoặc FALSE nếu thao tác chưa hoàn tất, có lỗi hoặc
không thể xác định.
3.4 Các phương pháp vào ra
88
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Xử lý qua event
• Tạo đối tượng event với WSACreateEvent.• Khởi tạo cấu trúc OVERLAPPED với event vừa tạo.• Gửi yêu cầu vào ra với tham số là cấu trúc OVERLAPPED vừa tạo, tham số liên
quan đến CompletionRoutine phải luôn bằng NULL.• Đợi thao tác kết thúc qua hàm WSAWaitForMultipleEvents.• Nhận kết quả vào ra qua hàm WSAGetOverlappedResult
3.4 Các phương pháp vào ra
89
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Thí dụ xử lý qua event
// Khởi tạo WinSock và kết nối đến 127.0.0.1:8888…OVERLAPPED overlapped; // Khai báo cấu trúc OVERLAPPEDWSAEVENT receiveEvent = WSACreateEvent(); // Tạo eventmemset(&overlapped,0,sizeof(overlapped));overlapped.hEvent = receiveEvent;
char buff[1024]; // Bộ đệm nhận dữ liệuWSABUF databuff; // Cấu trúc mô tả bộ đệmdatabuff.buf = buff;databuff.len = 1024;DWORD bytesReceived = 0; // Số byte nhận đượcDWORD flags = 0; / Cờ quy định cách nhận, bắt buộc phải có
while (1){
DWORD flags = 0;// Gửi yêu cầu nhận dữ liệurc = WSARecv(s,&databuff,1,&bytesReceived,&flags,&overlapped,0);
3.4 Các phương pháp vào ra
90
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Thí dụ xử lý qua event
if (rc == SOCKET_ERROR){
rc = WSAGetLastError();if (rc != WSA_IO_PENDING) {
printf("Loi %d !\n",rc);continue;
}};rc = WSAWaitForMultipleEvents(1,&receiveEvent,TRUE,WSA_INFINITE,FALSE);if ((rc == WSA_WAIT_FAILED)||(rc==WSA_WAIT_TIMEOUT)) continue;WSAResetEvent(receiveEvent);rc = WSAGetOverlappedResult(s,&overlapped,&bytesReceived,FALSE,&flags);// Kiểm tra lỗi…// Hiển thịbuff[bytesReceived] = 0;printf(buff);}
3.4 Các phương pháp vào ra
91
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Xử lý Completion Routine
• Hệ thống sẽ thông báo cho ứng dụng biết thao tác vào ra kết thúc thông qua một hàm callback gọi là Completion Routine
• Nguyên mẫu của hàm như sauvoid CALLBACK CompletionROUTINE(
IN DWORD dwError, // Mã lỗiIN DWORD cbTransferred, // Số byte trao đổiIN LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, // Cấu trúc lpOverlapped
// tương ứngIN DWORD dwFlags );// Cờ kết quả thao tác vào ra
• WinSock sẽ bỏ qua trường event trong cấu trúc OVERLAPPED, việc tạo đối tượng event và thăm dò là không cần thiết nữa.
3.4 Các phương pháp vào ra
92
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Xử lý Completion Routine
• Ứng dụng cần chuyển luồng sang trạng thái alertable ngay sau khi gửi yêu cầu vào ra.• Các hàm có thể chuyển luồng sang trạng thái alertable: WSAWaitForMultipleEvents,
SleepEx• Nếu ứng dụng không có đối tượng event nào thì có thể sử dụng SleepEx
DWORD SleepEx(DWORD dwMilliseconds, // Thời gian đợi BOOL bAlertable // Trạng thái alertable );
3.4 Các phương pháp vào ra
93
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Thí dụ Completion Routine
// Khai báo các cấu trúc cần thiếtSOCKET s;OVERLAPPED overlapped;char buff[1024];WSABUF databuff; DWORD flags;DWORD bytesReceived = 0;Int rc = 0;
void CALLBACK CompletionRoutine( IN DWORD dwError, IN DWORD cbTransferred, IN LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, IN DWORD dwFlags)
{if (dwError != 0||cbTransferred==0) // Xử lý lỗi{
closesocket(s);return;
};
3.4 Các phương pháp vào ra
94
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Thí dụ Completion Routine
// Hiển thị xâu ra màn hìnhbuff[cbTransferred]=0;printf(buff);// Khởi tạo lại cấu trúc overlapped và lại gửi tiếp yêu cầu nhận dữ liệumemset(&overlapped,0,sizeof(overlapped));flags = 0;rc = WSARecv(s, &databuff, 1, &bytesReceived, &flags, &overlapped,
CompletionRoutine);if (rc == SOCKET_ERROR){
rc = WSAGetLastError();if (rc != WSA_IO_PENDING)
printf("Loi %d !\n",rc);};return;
}
3.4 Các phương pháp vào ra
95
• Các mô hình vào ra của WinSock• Mô hình Overlapped – Thí dụ Completion Routine
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){
// Khởi tạo và kết nối đến 127.0.0.1:8888…// Khởi tạo cấu trúc overlappedmemset(&overlapped,0,sizeof(overlapped));// Khởi tạo bộ đệm dữ liệudatabuff.buf = buff;databuff.len = 1024;// Gửi yêu cầu vào rarc = WSARecv(s, &databuff,1,&bytesReceived,&flags,&overlapped,
CompletionRoutine);// Xử lý lỗi…// Chuyển luồng sang trạng thái alertablewhile (1) SleepEx(1000,TRUE);getch();closesocket(s);WSACleanup();return 0;
}
3.4 Các phương pháp vào ra
96
• Bài tập• Viết chương trình Server sử dụng mô hình Overlapped – Completion
Routine có thể nhận nhiều kết nối từ client và chuyển tiếp dữ liệu từ một client đến các client còn lại.